Дебютировал новый геномный секвенатор компании Oxford Nanopore Technologies

Создатели новой методики обещают секвенировать геном человека за 15 минут.

Компания Oxford Nanopore Technologies (Великобритания) объявила о первых результатах работы своей новой системы секвенирования GridION на конференции Advances in Genome Biology and Technology в Марко-Айленде (Флорида, США). Во второй половине этого года компания планирует поставить свои приборы на рынок, а также выпустить первый в мире миниатюрный одноразовый секвенатор MinION, который будет стоить менее 900 долларов США.

«Благодаря своей гибкости, масштабируемости и низкой себестоимости новая технология может существенно повлиять на индустрию секвенирования», - говорит генетик Дэниэл Макартур (Daniel MacArthur), ведущий блог, посвященный секвенированию.

В отрасли секвенирования уже наблюдалась серьезная борьба за позиции: в прошлом месяце швейцарский фармацевтический гигант, компания Roche, заявила о намерении поглотить доминирующего производителя в данном секторе – биотехнологическую компанию Illumina (США) (см. статью). В том же месяце перспективная компания Ion Torrent (США) пообещала к концу года начать продажи своих приборов, способных секвенировать полный геном человека за 1 день и менее чем за 1000 долларов США за сиквенс. Кроме того, в апреле 2011 г. компания Pacific Biosciences выпустила собственную новую методику секвенирования.

Новая система компании Oxford Nanopore использует метод нанопорового секвенирования: нить ДНК протягивается через биологическую пору, и последовательность нуклеотидов определяется путем измерения разницы в их электрической проводимости по мере прохождения нуклеотидов через пору.

Выпуск нанопоровых секвенаторов знаменует конец многолетних ожиданий. Впервые данную технологию секвенирования начали обсуждать еще в начале 1990-х гг. и, поскольку выход на рынок занял так много времени, многие ученые до сих пор сохраняли критичность относительно способностей метода до презентации результатов его работы.

«Новая технология привлекательна тем, что она может оказать давление на рынок и способствовать снижению цен на секвенирование», - говорит Чад Насбаум (Chad Nusbaum), соруководитель программы геномного секвенирования в Институте Брода (Broad Institute, Кембридж, США).

Первым на новом приборе был секвенирован геном вируса – бактериофага Phi X. По словам Клайва Брауна (Clive Brown), ведущего технолога компании Oxford Nanopore, прибор способен секвенировать весь 5,4-килобазный геном вируса за одно прочтение. А приборы, выпускающиеся в этом году, будут осуществлять секвенирование участков до 100 килобаз за одно прочтение. «Это значительно больше, чем способны секвенировать все современные приборы. Такое прочтение должно предоставлять более точную картину структуры генома, поскольку оно позволяет исследователям создавать непрерывные длинные последовательности, которые в настоящее время ученые получают путем выравнивания и сборки коротких участков (так называемых ридов), создаваемых в ходе секвенирования», - говорит Браун.

Преимущество нанопоровой системы состоит еще и в том, что она может осуществлять секвенирование, не повреждая ДНК, поэтому теоретически может быть проведен повторный анализ той же молекулы.

Новые приборы будут скомпонованы как масштабируемые компьютерные кластеры таким образом, что к ним могут быть добавлены новые «узлы». У первой выпущенной системы будут «узлы», содержащие по 2000 нанопор, способных секвенировать ДНК размером в несколько сотен килобаз за 1 секунду. В следующем году компания планирует выпустить «узлы», содержащие 8000 нанопор, двадцать из которых при совместной работе теоретически смогут секвенировать полный геном человека за 15 минут.

По словам генерального директора компании, Гордона Сангера (Gordon Sanghera), стоимость секвенирования полного генома человека с 30-кратным покрытием будет составлять всего несколько тысяч долларов США.

Частота ошибок при секвенировании на новом приборе пока составляет 4%. Это означает, что 4% оснований определяется неправильно. Но, по словам Брауна, в настоящее время компания работает над тем, чтобы к моменту выхода прибора на рынок уровень ошибок составлял до 0,1-1%, что сделает его более конкурентоспособным.

Пока непонятно, что сможет предложить новая методика компаниям, собирающимся внедрять метод секвенирования в клиническую практику. Oxford Nanopore пока не представила результатов секвенирования человека, поэтому непонятно, справится ли методика с геномами, более сложными, чем у вирусов (геном человека содержит более 3 гигабаз ДНК).

«Предстоит проделать долгий путь от генома Phi X к полному геному человека с той точностью, которая сейчас необходима в связи с внедрением метода полногеномного секвенирования в медицинскую практику, - говорит Кевин Ульмер (Kevin Ulmer), работающий в этой области несколько десятилетий, - Нужно оценить, как методика справится с секвенированием больших геномов, и после этого сравнить ее с другими существующими платформами».



Методика секвенирования компании Oxford Nanopore основана на определении нуклеотидов при протягивании нити ДНК через пору. (фото: IEMEDIA SOLUTIONS)

Оригинальный текст: Erika Check Hayden

По материалам Nature News